雖然在大多數(shù)分子中，每個(gè)電子找到一個(gè)配對(duì)的伴侶，但是自由基分子中的一些電子是單獨(dú)的并且不配對(duì)。這種配置賦予自由基一些不尋常和有趣的特性，一旦自由基與其他分子反應(yīng)或相互作用，它就會(huì)消失。很難產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的自由基，因?yàn)樗鼈儠?huì)在眨眼間發(fā)生反應(yīng)和變化，但基礎(chǔ)科學(xué)研究所(IBS，韓國)自組裝和復(fù)雜性中心的研究人員成功合成了四個(gè)新型穩(wěn)定自由基。

與其他分子不同，一些自由基具有對(duì)齊的自旋，這賦予它們鐵磁性質(zhì)，這意味著它們可以被磁場(chǎng)吸引。由于這些獨(dú)特的性質(zhì)，自由基可能在各種領(lǐng)域中得到應(yīng)用，例如可充電電池，分子自旋電子學(xué)和分子磁學(xué)。

IBS科學(xué)家開發(fā)了一種使用N-雜環(huán)卡賓(NHC)來穩(wěn)定肟自由基的策略，因?yàn)楹笳呖梢怨蚕硭鼈兊碾娮右苑€(wěn)定自由基的不成對(duì)電子。該結(jié)果特別令人感興趣，因?yàn)橐阎袡C(jī)基團(tuán)非常難以合成，因?yàn)樗鼈儽群饘俚幕鶊F(tuán)更不穩(wěn)定。

通過浦項(xiàng)加速器實(shí)驗(yàn)室的單晶X射線衍射分析證實(shí)了自由基結(jié)構(gòu)，并通過電子順磁共振驗(yàn)證了它們的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與密度泛函理論吻合得很好。

同一研究小組最近也穩(wěn)定了三嗪基，并將它們用作可充電鋰離子電池的陰極材料。在未來，研究人員正在接受生產(chǎn)尚未合成的更多激進(jìn)化學(xué)品的挑戰(zhàn)。